Nationales Centrum für TumortherapieUniversitätsklinikum Heidelberg - Medizinische Klinik VSektion Multiples Myelom - Leiter: Prof. H. Goldschmidt

Labor für Myelomforschung – Leiter D. Hose

Dirk Hose

Molekulare Diagnostik beim Multiplen Myelom

Patiententag 2012, Heidelberg, 30.09.2012

Multiples Myelom

Lymphoproliferative Erkrankungterminal differenzierter B-Zellen (Plasmazellen) „Myelomzellen“

Plasmazellen sammeln sich im Knochenmark an ( Verdrängung der Hämatopoese, Osteopenie und Osteolysen) und sezernieren ein monoklonales Immunglobulin (Amyloidablagerung, Nephropathie)

Hauptmanifestationen:Osteolysen, Infektionen, Anämie

Molekulare Heterogenität: Unterschiedliches Überleben

EinleitungA

Molekulare-Diagnostik – Wie?

Knochenmarkpunktion 40-60 ml Knochenmark aus Beckenkamm Knochenmarkausstriche (Diagnose MM, CR) Aspirat für Aufreinigung

Myelomzellaufreinigung

Molekulare Diagnostik Fluoreszenz in situ Hybrisisierung (FISH)

Veränderung spezifischer Regionen auf den Chromosomen (Erbinformation in Myelomzellen) Genexpressionsanalysen („Gene expression profiling“

(GEP)) Veränderung der Expression „aller“ (~30.000) Gene in Myelomzellen

Mark

Spongiosa

Corticalis

Knochenmarkpunktion

DesinfektionÖrtliche Betäubung (Spritze)Desinfektion

Punktion mit Hohlnadel

Knochenmark heraussaugenbzw. Stanzzylinder entnehmen

Pflaster + Sundsack (Druck)

Knochenmarkpunktion ≠ Rückenmarkpunktion

Myelomzellen im Knochenmarkausstrich

malignePlasmazellen

Knochenmark Aspirat

MACS-angereicherte Zellen (Reinheit im Median 95%)

Zytospins

FACS-Analyse

3,8% CD138+

97,2% CD138+

Aufreinigung von Myelomzellen

iFISH GEP

(Myelom)-Zelle

DNAErbinformation gespeichert auf 2x23 Chromosomenverändert in Myelomzellen iFISH

mRNAMessenger („boten“)-RNAsBaupläne für Proteine GEPPlasmamembran

Ribosomen„Proteinfabriken“

Zellkern

EndoplasmatischesRetikulum

Lysosomen„Proteinfabriken“

Mitochondrium„Kraftwerk der Zelle“

Golgi-Apparat„Kraftwerk der Zelle“

iFISHB

Multicolor FISH

Veränderte Chromosomen in Myelomzellen

• iFISH = interphase fluorescenece in situ hybridization• In situ = „on slide“ = auf dem Objektträger• dort: Denaturierung (Aufspaltung) der ds-DNA• Hybridierung mit der interessierende Region mit einer

für diese spezifischen „DNA-Probe“, die mit einem Fluoreszenz-Farbstoff gekoppelt ist.

• Detektion mittels Fluoreszenz Microskopie

5‘3‘

5‘3‘

Einzelstrang DNA

DNA - ProbeFluorochrom-

Markierung

iFISH - Prinzip

iFISH - Wie sieht das Ergebnis aus?

Normal: 2 homologe Chromosomen 2 Spots

Zusätzliche Kopie 11q13

Deletion 14q32

Translokationt(11;14)

OS LR-group

P<.001 t(4;14)keine t(4;14)

EFS HM-group

P<.001

t(4;14)keine t(4;14)

OS HM-group

P<.001t(4;14)keine t(4;14)

EFS LR-group

P<.001

t(4;14)keine t(4;14)

iFISH: t(4;14) & Prognose

Global Expression Profiling (GEP)C

„DNA-microarrays“ – Wie funktioniert das?

„DNA-microarrays“ – Wie funktioniert das?

P<.001

OS LR-Gruppe

GPIhigh

GPImedium

GPIlow

OS HM-Gruppe

P=.002GPIhigh

GPImedium

GPIlow

P=.003

OS LR-Gruppe

GPIhigh

GPIlow

OS HM-Gruppe

P=.05GPIhigh

GPIlow

AEFS HM-Gruppe

P=.002

GPIhigh

GPIlow

EFS LR-Gruppe

P=.007

GPIhigh

GPIlow

GPIhigh

GPImedium

GPIlow

EFS LR-Gruppe

P<.001

BEFS HM-Gruppe

P=.002

GPIhigh

GPImedium

GPIlow

GEP: Proliferation & Prognose

Hose et al. Haematolgica, 2010

OS LR-Gruppe

P<.001IFM-HRkein HR

OS HM-Gruppe

P=.03IFM-HRkein HR

EFS HM-Gruppe

P=.001

IFM-HRkein HR

EFS LR-Gruppe

P<.001

IFM-HRkein HR

EFS HM-Gruppe

P=.009

UAMS-HRkein HR

EFS LR-Gruppe

P<.001

UAMS-HRkein HR

OS LR-Gruppe

P<.001UAMS-HRkein HR

OS HM-Gruppe

P=.008UAMS-HRkein HR

GEP: GEP-Hochriskio-Scores & Prognose

Hose et al. Haematolgica, 2010

P<.001

niedriges Risikomittlres Risikohohes Risiko

P<.001

P<.001

P<.001

GEP: Meta-Score (HM-score)

OS LR-GruppeOS HM-Gruppe

EFS HM-Gruppe EFS LR-Gruppeniedriges Risikomittlres Risikohohes Risiko

niedriges Risikomittlres Risikohohes Risiko

niedriges Risikomittlres Risikohohes Risiko

Viele prognostische Faktoren- Wie ist nun die Prognose?

Metascore (Zusammenfassung unterschiedlicher prognostischer Informationen)

Genexpressionsbefund (EnthältGEP und metascore-Information)

GEP: Genexpressionsbefund

An HerrnDr. Gregory HouseMed. Klinik VINF 41069120 Heidelberg

Frau Anasthasia Muster, *21.07.1959Czerny Str. 123, 69120 Heidelberg

MusterMuster

ZusammenfassungD

Molekulare-Diagnostik – Warum?

Prognose iFISH (t(4;14), del17p) Globale Genexpressionsanalysen „GEP“ (Microarrays)

- Proliferation (Genexpressions-basiert)- Risiko-Score (UAMS, IFM)- prognostisch relevante Gene (Aurora-kinase, IGF1R)

Klinische Konsequenz iFISH: t(4;14) Chemotherapie + Bortezomib (Lenalidomid) GEP: UAMS-Niedrigrisiko und del17p TT3 (Einzellfall) Riskoadaptierte Therapie (Zukunft) personalisierte Therapie z.B. Aurora-Kinase (Zukunft)

Wissenschaftliche Fragestellungen Pathogenese des Myeloms Neue therapeutische Zielstrukturen

Merci bien! Vielen Dank!

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K. MahtoukJ. MoreauxM. CondominesV. PantescoT. RèmeJ.F. Rossi B. Klein

Montpellier

BiostatisticsBioinformatics

A. BennerT. HielscherC. HeißL. Edler

J. DeVosJ.F. Rossi

Montpellier

iFISH

I. BuckA. MöbusH. HoltgreveB. SchöllM. BroughA. Jauch

UK HeidelbergD. HoseA. SeckingerT. MeißnerK. HeimlichG. HoockM. DörnerA. Herm-GötzT. OberleM. HeintzJ. SchlenzkaK. NebenU. BertschH. Goldschmidt

J. ZimmermannV. BenesJ. LewisJ. Blake

B. BarlogieJ. Shaughness

UAMS